BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
KW H Meter
KWH Kilo Watt Hour abonemen plus
KW H
meter mikrokontroler
KWH meter
LCD
flat
B. Rumusan Masalah KW H meter
mikrokontroler port
serial
C. Batasan Masalah
hardware softwar
PC
D. Maksud dan Tujuan Penulisan
mikrokontroler kwh meter
E. Manfaat
KWH meter mikrokontroler
KWH meter mikrokontroler
watt
F. Metodologi Penilitian
literature internet
pcb
G. Sistematika Penulisan
software hardware
BAB II LANDASAN TEORI
A. Komponen Elektronika 1. Sensor Arus current sensing
Hall Effect Sensor. Hall Effect
Sensor Hall
Effect Sensor proporsional
inductor detektor
statis
„hall effect sensor. Sensor ini terdiri dari sebuah lapisan silikon yang berfungsi untuk
mengalirkan arus listrik. http:delta-electronic.comcurrentsensing, 2010
Gambar 1 Blok diagram sensor arus dengan metode Hall Effect Sensor
5
Gambar 2 Sensor arus current sensing
2. ADC 0804
ADC adalah kepanjangan dari Analog to Digital Converter yang artinya Pengubah dari analog ke digital. Fungsi dari ADC adalah untuk mengubah data
analog menjadi data digital yang nantinya akan masuk ke suatu komponen digital. Inputan dari ADC ini ada 2 yaitu input positif + dan input negatif -. ADC 0804
ini terdiri dari 8 bit microprocessor Analog to Digital Converter. V + dan V - adalah inputan tegangan analog differensial sehingga data tegangan yang akan
diproses oleh ADC adalah selisih antara Vi + dan Vi -. Vref adalah tegangan referensi ADC yang digunakan untuk mengatur tegangan input pada Vi+ dan Vi-.
Besarnya tegangan referensi ini adalah setengah dari tegangan input maksimal. Hal ini bertujuan agar pada saat inputan maksimal data digital juga akan
maksimal. Chip select fungsinya untuk mengaktifkan ADC yang diaktifkan dengan
logika low. Read adalah inputan yang digunakan untuk membaca data digital hasil konversi yang aktif pada kondisi logika low. W rite berfungsi untuk melakukan
start konversi ADC diaktifkan pada kondisi logika low. Instruksi berfungsi untuk mendeteksi apakah konversi telah selesai atau tidak, jika sudah selesai maka pin
instruksi akan mengeluarkan logika low. Data output-an digital sebanyak 8 byte DB0-DB7 biner 0000 0000 sampai dengan 1111 1111, sehingga kemungkinan
angka desimal yang akan muncul adalah 0 sampai 255 dapat diambil pada pin D0 sampai D7.
Gambar 3 Konfigurasi Pin ADC 0804 Deskripsi Fungsi Pin ADC 0804
a. WR, pulsa transisi high to low pada input input write maka ADC akan melakukan konversi data, tegangan analog menjadi data digital.
b. INT, bila konversi data analog menjadi digital telah selesai maka pin INT akan mengeluarkan pulsa transisi high to low. Perangkat ADC dapat
diopersikan dalam mode free running dengan menghubungkan pin INT ke input W R.
c. CS, agar ADC dapat aktif melakukan konversi data maka input chip select harus diberi logika low.
d. RD, agar data ADC data dapat dibaca oleh sistem mikroprosessor maka pin RD harus diberi logika low.
e. Tegangan analog input deferensial, input Vin + dan Vin - merupakan input tegangan deferensial yang akan mengambil nilai selisih dari kedua
input. Dengan memanfaatkan input Vin maka dapat dilakukan offset tegangan nol pada ADC.
f. Vref, tegangan referensi dapat diatur sesuai dengan input tegangn pada Vin + dan Vin -.
g. CLOCK, clock untuk ADC dapat diturunkan pada clock CPU atau RC eksternal dapat ditambahkan untuk memberikan generator clock dari
dalam CLK In menggunakan schmitt triger. http:electroniclab.com, 2010
3. MAX 232 IC MAX232 adalah komponen untuk mengubah sinyal dari RS232 ke sinyal
TTL yang bisa diolah oleh mikrokontroler. IC ini berguna untuk membuat komunikasi data antara komputer atau alat lain yang menggunakan RS232
dengan mikrokontroler. Konfigurasi sirkuit dari IC MAX232 ditunjukkan pada gambar.
Gambar 4 Konfigurasi sirkuit IC MAX232 http:www.indorobotika.com, 2010
4. Catu Daya Catu daya merupakan sebuah bagian yang dapat mencatu listrik ke bagian
yang lain, yang mengubah tegangan AC menjadi DC dan menjaga tegangan output konstan dalam batas-batas tertentu. Secara umum catu daya terdiri dari
transformator, penyearah, penyaring filter dan peregulasi regulator. Secara umum blok catu daya terlihat pada gambar berikut ini :
Sumber Teg angan
AC Tran sformat or
Penyearah P en yaring
P eregulasi Tegan gan
DC
Gambar 5 Blok diagram catu daya
Tegangan 220 volt yang berasal dari jala-jala PLN masuk ke transformator step down dan diturunkan tegangannya sesuai dengan tegangan yang dibutuhkan.
Tegangan bolak balik ini kemudian disearahkan oleh rangkaian penyearah gelombang penuh untuk diubah menjadi tegangan DC. Tegangan output dari
penyearah merupakan tegangan searah yang masih berdenyut atau masih berfluktuasi. Fluktuasi tegangan ini dapat diperkecil dengan dilewatkan ke
rangkaian penyaring filter. Regulator diperlukan untuk menjaga tegangan output tetap stabil, tidak terpengaruh oleh perubahan-perubahan yang terjadi. T egangan
output transformator ditentukan oleh banyaknya lilitan primer dan lilitan sekunder dari transformator.
Prihono, 2009
5. IC LM7805 LM78xx merupakan seri IC untuk regulator tegangan tetap positif.
Regulator adalah rangkaian regulasi atau pengatur tegangan keluaran dari sebuah catu daya agar efek dari naik turunnya tegangan jala- jala tidak mempengarui
tegangan catu daya sehingga menjdi stabil. IC LM7805 Integrated Circuit Lm7805 merupakan regulator untuk mendapat tegangan 5 volt. Komponen ini
biasanya sudah dilengkapi dengan pembatas arus current limiter dan juga pembatas suhu thermal shutdown. Komponen ini memiliki 3 bauh kaki tau pin.
Sumber http:p_musa.staff.gunadarma.ac.id, 2010
Gambar 6 IC LM 7805
6. LCD 2x16 LCD Liquid Crystal Display digunakan sebagai tampilan dari sebuah
informasi. LCD yang digunakan mempunyai lebar display 2 baris 16 kolom atau biasa disebut dengan LCD character 2x16, dengan 16 pin konektor yang
didefinisikan sebagai berikut:
Gambar 7 LCD 2x16 karakter Table 1 Pin dan Fungsi LCD
Nama Fungsi
Ground +5Volt
Pengatur Kontras Register Select
0= Register Perintah 1= Register Data
Read write 0= write mode
1= read mode Enable
0= enable 1= disable
Data Bus Tegangan untuk menyalakan lampu
LCD PIN
1 2
3 4
VSS VCC
VEE RS
5 RW
6 E
7-14 15-16
DB0
http:alldatasheet.comlcd, 2010
B. Sistem Komunikasi Serial Dalam dunia komputer, port adalah satu set instruksi atau perintah sinyal
dimana mikroprosesor atau CPU menggunakannya untuk memindahkan data dari atau ke piranti lain. Penggunaan umum port adalah untuk berkomunikasi dengan
printer, modem, keyboard dan display. Kebanyakan port komputer adalah berupa kode digital, dimana tiap-tiap sinyal atau bit adalah berupa kode biner 0 atau 1.
Port parallel atau lebih dikenal port printer mentransfer berupa bit secara bersamaan, sementara serial port mentransfer satu bit setiap saat.
Port serial COM berfungsi sebagai port antarmuka untuk pengendalian terhadap sistem. Karena itu penting sekali untuk menyertakan setting hardware,
stop bits, parity bits, data bits dan property control komunikasi lain yang berperan dalam komunikasi serial, hal ini ditunjukkan gambar dibawah ini.
Gambar 8 Paket data pada komunikasi serial Port serial pada mikrokontroler dapat digunakan dalam mode full duplex,
artinya dapat menerima dan mengirim data secara bersamaan. Penerimaan dan pengiriman data port serial melalui sebuah register yang disebut SBUF pada
penerimaan dan pengiriman data serial Serial Data Buffer. Dengan adanya SBUF, maka dimungkinkan juga untuk melakukan pembacaan dan pengiriman
data lebih dari satu byte data yang datang atau terkirim secara terpisah dan berurutan.
Buffer RS-232 modul antarmuka dengan komputer direalisasikan melalui port serial melalui pluk DB9 femail sebagai antarmuka dikarenakan kemudahan
dalam penggunaannya dimana hanya memerlukan satu buah IC voltage transistor MAX232 dan beberapa kapasitor sebagai converter level tegangan komputer
kearah TTL dan sebaliknya. Gambar 9 menunjukkan permukaan dari DB9 femail, sedangkan fungsi masing-masing pin ditunjukkan pada tabel 2
Gambar 9 DB9 femail Tabel 2 Fungsi kaki-kaki DB9 standart RS232
Fungsi Sinyal CD
RxD TxD
DTR SGGND
DSR RTS
CTS RI
Keterangan Carrier Detect
Receive Data Transmit Data
Data Terminal Ready Sistem Ground
Data Set Ready Request to Send
Clear to Send Ring Indikator
No. Kaki 1
2 3
4 5
6 7
8 9
Level tegangan dari serial port berkisar dari -3V sampai -15V untuk nilai high atau logika 1 dan level tegangan berkisar dari +3V sampai +15V untuk nilai
low atau logika 0. Tegangan mendekati nol tidak berlaku untuk komunikasi serial port. Untuk menjembatani perbedaan tersebut maka dipergunakan RS232
dengan IC MAX232. Berdasarkan dari penjelasan diatas dapat disimpulkan ada empat hal pokok yang diatur dalam standar komunikasi serial antara lain :
1. Level tegangan yang dipakai. 2. Bitrate kecepatan pengiriman data.
3. Format dan panjang data. 4. Sinkronisasi keserempakan.
http:www.ittelkom.ac.idlibrary, 2010
C. Mikrokontroler AT89S51 Mikrokontroler AT89S51 merupakan mikrokomputer CMOS 8 bit
dengan 4Kbyte Flash Programable and Erasable Read Only Memory PEROM berteknologi memori non-volatile isi memori tidak akan hilang
saat tegangan catu daya dimatikan. Memori ini biasa digunakan untuk menyimpan instruksi perintah berstandar MCS-51 sehingga memungkinkan
mikrokontroler ini untuk bekerja dalam mode single chip operation mode operasi keping tunggal yang tidak memerlukan memori luar untuk
menyimpan kode sumber sebagai perintah menjalankan mikrokontroler. Mikrokontroler telah menyediakan berbagai macam aplikasi mulai dari
port parallel, timer, counter serta komunikasi serial. Komunikasi serial pada mikrokontroler banyak digunakan dalam pengiriman dan penerimaan data.
Aplikasi dari sistem ini antara lain pada interfacing serial. Mikrokontroler MCS- 51 merupakan sebuah chip semikonduktor yang terintregasi dan merupakan jenis
mikrokontroler yang di dalamnya dilengkapi dengan : 1. Sebuah CPU Central Processing Unit 8 bit.
2. Osilator internal dan rangkaian pewaktu. 3. RAM internal 128 byte on chip.
4. Empat buah programmable IO, masing-masing terdiri atas 8 buah jalur IO. 5. Dua buah timercounter 16 bit.
6. Enam buah jalur interupsi dua timer, dua counter, satu serial, satu reset. 7. Satu buah port serial dengan kontrol serial full duplex UART.
8. 4 kbyte memori program. 9. Kemampuan melakukan operasi perkalian, pembagian dan operasi boolean.
Seperti terlihat pada gambar didalam sebuah mikrokontroler terdapat CPU yang merupakan pusat pemrosesan. Adanya dua buah timer yang membantu
dalam hal pewaktuan dan cacah, juga memori internal untuk media penyimpanan data program berupa bahasa mesin.
Gambar 10 Diagram bus mikrokontroler
Gambar 11 Susunan pin-pin mikrokontroler MCS-51 Gambar diatas merupakan merupakan susunan pin-pin mikrokontroler M CS-
51 dengan tipe mikrokontroler AT89S51, pejelasan dari masing-masing pin adalah adalah sebagai berikut :
1. Pin 40 sama dengan Vcc, masukan catu daya +5 volt DC. 2. Pin 20 sama dengan Vss , masukan catu daya 0 volt DC.
3. Pin 32-39 merupakan pin P0.0-P0.7, port input dan output delapan bit dua arah yang juga dapat berfungsi bus data dan bus alamat bila
mikrokontroler menggunakan memori eksternal. 4. Pin 1-8 merupakan pin P1.0-P1.1, port inputoutput dua arah delapan bit
dengan internal pull up.
5. Pin 10-17 merupakan P3.0-P3.7, port inputoutput dua arah delapan bit, selain via port 3 juga memiliki alternatif fungsi sebagai :
a RXD pin 10 = port komunikasi input serial. b TXD pin 11 = komunikasi output serial.
c INTO pin 12 = saluran interupsi eksternal 0 aktif rendah. d INT1 pin 13 = saluran interupsi eksternal 1 aktif rendah.
e T0 pin 14 = input timer 0. f T1 pin 15 = input timer 1.
g WR pin 16 = berfungsi sebagai sinyal kendali tulis, saat prosesor akan menulis data ke memori IO luar.
h RD pin 17 = berfungsi sebagai sinyal kendali baca, saat prosesor akan membaca data ke memori IO luar.
6. Pin 9 merupakan reset, berfungsi untuk mereset AT89S51 ke keadaan awal.
7. Pin 30 merupakan ALE Address Latch Enable, berfungsi menahan sementara alamat byte rendah pada proses pengalamatan ke memori
eksternal. 8. Pin 29 merupakan PSEN Program Store Enable, sinyal pengontrol yang
berfungsi untuk membaca program dari memori eksternal. 9. Pin 31 merupakan EA untuk pilihan program, menggunakan program
internal atau eksternal. Bila 0, maka digunakan program eksternal. 10. Pin 19 XI, masukan ke rangkaian osilator internal. Sumber osilator atau
quarts crystal dapat digunakan. 11. Pin 18, masukan ke rangkaian osilator internal, koneksi quarts crystal atau
tidak dikoneksikan apabila digunakan eksternal osilator. Sedangkan diagram blok mikrokontroler AT89S51 diperlihatkan pada
gambar 12.
Gambar 12 Diagram blok mikrokontroler AT89S51 SFR Special Function Register
SFR atau register fungsi khusus merupakan suatu daerah RAM dalam IC keluarga MCS51 yang digunakan untuk mengatur perilaku MCS51 dalam
hal-hal khusus, misalnya tempat untuk berhubungan dengan port paralel P1 atau P3, dan sarana inputoutput lainnya, tapi tidak umum dipakai untuk
menyimpan data seperti layaknya memori-data. SFR dalam RAM internal menempati lokasi alamat 80h sampai 7Fh. Masing-masing register pada SFR
ditunjukkan dalam tabel, yang meliputi simbol, nama dan alamatnya.
Tabel 3 Special Funtion Register Nama
Akumulator B register
Program Status Word Stack Pointer
Data Pointer 16 Bit DPL Byte rendah
DPH Byte tinggi Port 0
Port 1 Port 2
Port 3 Interupt Priority Control
Interupt Enable Control TimerCounter Mode Control
TimerCounter Control TimerCounter 0 High byte
TimerCounter 0 Low byte TimerCounter 1 High byte
TimerCounter 1 Low byte Serial Control
Serial Data Buffer Power Control
Alamat E0h
F0h
D0h 81h
82h 83h
80h 90h
A0h B0h
B8h A8h
89h 88h
8Ch 8Ah
8Dh 8Bh
98h 99h
87h Simbol
Acc B
PSW SP
DPTR DPH
DPL P0
P1 P2
P3 IP
IE TMOD
TCON TH0
TL0 TH1
TL1 SCON
SBUF PCON
1. Acc digunakan sebagai register utama dalam proses aritmatik dan penyimpanan data sementara. Program akumulator dituliskan A.
2. Register B digunakan sebagai operasi perkalian dan pembagian. Untuk instruksi lain dapat diperlakukan sebagai stratch-pad.
3. Stack Pointer, merupakan register penunjuk alamat dari stack. Pada operasi PUSH, POP, Ret dan CALL maka nilainya akan berubah sesuai dengan
alamat stack pada saat itu. 4. Data Pointer, merupakan register 16 bit yang digunakan sebagai penyimpan
alamat data. 5. Port 0 - Port 3, merupakan latches yang digunakan untuk menyimpan data
yang akan ditulis dari atau ke masing-masing port. 6. Serial Data Buffer, terdiri dua register yaitu penyangga pengirim transmit
buffer dan penyangga penerima receive buffer. Pada saat data disalin ke
SBUF maka data sesungguhnya di kirim ke penyangga pengirim sedangkan pada saat data disalin dari SBUF maka sebenarnya data tersebut berasal dari
penyangga penerima. 7. Control Register, register-register IP, IE, TMOD, SCON, TCON dan PCON
berisi bit-bit kontrol dan status untuk sistem interupsi, timer, counter dan port serial.
Tim Lab.Mikroprosessor BLPT Surabaya, 2007
D. Program Antarmuka Menggunakan Visual Basic Microsoft Visual Basic sering disingkat sebagai VB merupakan sebuah
bahasa pemrograman yang cukup populer dan mudah untuk dipelajari. Visual Basic menggunakan bahasa BASIC Beginners All-Purpose Symbolic Instruction
Code yang merupakan salah satu bahasa pemrograman tingkat tinggi dan menawarkan pengembangan aplikasi komputer akses ke beberapa basis data salah
satunya menggunakan ActiveX Data Object ADO. Keuntungan Visual basic adalah bahasa yang sederhana, Visual basic sangat populer maka sangat banyak
sumber-sumber yang digunakan untuk belajar dan mengembangkan kemampuan. 1. Mengenal Elemen-elemen Visual Basic
Dalam jendela visual basic terdapat banyak elemen-elemen yang digunakan. Dibawah ini fungsi dan kegunaan elemen-elemen yang terdapat di
jendela visual basic : a. Title Bar
Merupakan batang judul yang terletak pada bagian atas jendela program visual basic yang berfungsi untuk menunjukkan nama proyek yang sedang aktif.
b. Menu Bar Merupakan batang menu yang berisi menu-menu utama, seperti file, edit,
view, dan lain lain yang berfungsi untuk mengoperasikan program visual basic.
Gambar 13 Tampilan Menu Bar
c. Main Toolbar Merupakan batang tool yang berisi tombol-tombol dengan gambar ikon yang
dapat diklik untuk melakukan suatu perintah khusus secara cepat.
Gambar 14 Tampilan Main Toolbar d. Toolbox
Merupakan kotak perangkat yang terdiri atas beberapa class objek yang digunakan dalam proses pembuatan aplikasi.
Ganbar 15 Tampilan Toolbox e. Project
Merupakan jendela yang digunakan untuk menampilkan proyek-proyek, form-form atau modul-modul yang terlibat dalam proses pembuatan aplikasi.
Gambar 16 Jendela Project Explorer f. Form
Merupakan tempat yang digunakan untuk merancang aplikasi yang sedang dibuat. Didalam form dapat merancang sebuah program aplikasi dengan
menempatkan kontrol-kontrol yang ada di bagian toolbox. Untuk mengatur ukuran form dengan menggunakan handle di sisi kanan, bawah dan sudut kanan bawah
dengan cara klik tahan dan geser sesuai araah pengaturan.
Gambar 17 Tampilan Form
g. Jendela Code Merupakan jendela yang digunakan untuk menampilkan atau menuliskan
kode program.
Gambar 18 Tampilan Jendela Code h. Jendela Properties
Merupakan jendela yang digunakan untuk menampilkan dan mengubah properti-properti yang dimiliki sebuah objek. Pada jendela Properties terdapat dua
pilihan tabulasi, yaitu Alphabetic urut berdasarkan abjad dan Categorized urut berdasar kelompok.
Gambar 19 Tab Alphabetic dan Tab Categorized i. Jendela Form Layout
Merupakan jendela yang digunakan untuk mengatur posisi form pada layar monitor saat program dijalankan. T ekan F5 pada keyboard untuk melihat hasil
perubahan posisi form.
Gambar 20 Tampilan Jendela Form Layout View j. Jendela Immediate
Merupakan Jendela yang digunakan untuk melihat dan memerisa hasil suatu ekspresi secara langsung.
Gambar 21 Tampilan Jendela Immediate k. Jendela Object Browser
Merupakan jendela yang digunakan untuk melihat objek-objek yang terlibat dalam pembuatan aplikasi. Pada jendela ini dapat melihat Metode, Event atau
Properti yang dimiliki sebuah objek.
Gambar 22 Tampilan Jendela Object Browser
2. Pengaksesan Port Serial pada Visual Basic Untuk pengaksesan port serial kita dapat mengaksesnya secara langsung
melalui register UART atau menggunakan kontrol MSComm yang telah disediakan visual basic.
a. Pengaksesan secara langsung melalui register UART
Saluran yang digunakan UART untuk komunikasi baik untuk pengiriman maupun penerimaan data adalah salura RxD dan saluran TxD serta saluran untuk
kontrol yaitu DCD, DSR, RTS, CST, DTR dan RI. Saluran-saluran ini ada yang input dan ada yang output. Keuali saluran RxD saluran-saluran ini dapat diakses
secara langsung melalui register UART. Berikut adalah tabel alamat dan lokasi bit saluran tersebut pada register UART.
Tabel 4 Alamat dan lokasi bit pada register UART Nama Pin
TxD DTR
RTS CTS
DSR RI
DCD Nomor pin DB9
3 4
7 8
6 9
1 Com1
3FBh 3FCh
3FCh
3Feh 3FEh
3FEh 3FEh
Com2 2FBh
2FCh 2FCh
2Feh 2FEh
2FEh 2FEh
Bit 6
1 4
5 6
7 Arah
Output Output
Output
Input Input
Input Input
Untuk dapat mengaksesnya dapatt menggunakan fungsi port_out dan port_in yang terdapat padaport_io.dll dan untuk menset atau mengclear bit-bit tertentu dapat
menggunakan prosedur set_bit atau clear_bit. b. Pengaksesan dengan menggunakan kontrol MSComm
Kontrol MSComm menyediakan fasilitas komunikasi antara program aplikasi yang kita buat dengan port serial untuk mengirimmenerima data melalui port
serial. Setiap M SComm hanya menangani satu port serial. Properti yang sering dipakai dalam MSComm adalah :
CommPort : Digunakan untuk menentukan nomor port serial yang akan dipakai. Setting
: Digunakan untuk mengeset nilai bitrate, pariti, jumlah bit data dan jumlah bit stop.
PortOpen : Digunakan untuk membuka atau menutup port serial yang dihubungkan dengan MSComm.
Input Output
: Digunakan untuk mengambil data string yang ada pada buffer penerima.
: Digunakan untuk menulis data string pada buffer kirim. MSComm hanya mempunyai satu even yaitu even OnComm. Even
OnComm dibangkitkan jika nilai properti dari CommEvent berubah yang
mengindikasikan telah terjadi even pada port serial baik even komunikasi maupun error.
Retna Prasetia, 2004
E. Basis Data MS Access